试在下述简化情况下由牛顿定律导出动量守恒定律的表达式:系统是两个质点

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试在下述简化情况下由牛顿定律导出动量守恒定律的表达式:系统是两个质点,相互作用力是恒力,不受其他力,沿直线运动要求说明推导过程中每步的根据,以及式中各符号和最后结果中各项的意义.

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  • 令m1和m2分别表示两质点的质量,F1和F2分别表示它们所受的作用力,
    a1和a2分别表示它们的加速度,l1和l2分别表示F1和F2作用的时间.
    p1和p2分别表水它们相互作用过程中的初速度,v1'和v2'分别表示末速度,
    由牛顿第二定律得:F1=m1a1,F2=m2a2 ①
    由加速度的定义可知:a1=v1′-v1t1,a2=v2′-v2t2  ②
    把②代入①代入上式,可得:
    F1t1=m1(v1′-v1),F2t2=m2(V2′-v2) ③
    由牛顿第三定律,可知:
    F1=-F2; t1=t2 ④
    由③,①可得:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′③
    其中m1v1和m2v2为两质点的初动量,m1v1′和m2v2′为两质点的末动量,这就是动量守恒定律的表达式.
    答:如上所述.